GENEPI-3C : générateur de neutrons pour le programme GUINEVERE. Maud Baylac , LPSC-Grenoble, Journées accélérateurs de Roscoff - 2009. - PowerPoint PPT Presentation
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• Etudes des systèmes nucléaires dédiés à l’incinération des déchets nucléaires• Programme des réacteurs pilotés par accélérateurs :
Accelerator Driven Systems
• GUINEVERE consiste en:une expérience de couplage (à puissance nulle) entre le réacteur rapide VENUS-F (SCK-CEN, Mol, Belgique) et une
source de neutrons externe versatile (GENEPI-3C)
et répond au besoin d’uninstrument pour poursuivre les programmes expérimentaux dédiés
au pilotage et contrôle des réacteurs sous-critiques pilotés par accélérateur préliminaires à la réalisation d’un ADS de démonstration
Programme EUROTRANS/ECATS 6ème PCRD Européen
Contexte et objectifs
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• GUINEVERE prendra la suite logique du programme expérimental MUSE-4 (FP5) et permettra:
• le suivi en ligne de la réactivité par l’investigation de la proportionnalité courant/flux
• la détermination des conditions d’application des méthodes de calibration de la réactivité dans les « beam trips »
• l’investigation des procédures de contrôle de la réactivité pendant les opérations de chargement et démarrage du réacteur
dans un système représentatif d’un démonstrateur d’ADS (spectre de neutrons rapide, caloporteur plomb, faisceau continu)
Generator of Uninterrupted Intense NEutrons at the lead VEnus REactor
• Amélioration depuis MUSE4/GENEPI-1 & nouvelles spécifications
- Couplage vertical- Source de neutrons opérable en mode pulsé et continu
• Réacteur (SCK•CEN) : VENUS-F- Modification de VENUS (modéré à l’eau) en réacteur rapide (Plomb)- Combustible et plomb fournis par le CEA (Cadarache)- Extension du bâtiment pour accueillir l’accélérateur au dessus du réacteur
• Construction d’une nouvelle source de neutrons (IN2P3) : GENEPI-3C
- Source versatile (pulsé et DC) - Ligne verticale mobile pour insertion (et rétrait) dans le cœur
Spécificités de GUINEVERE
GENEPI-3C : spécifications faisceau
Mean current 160 μA to 1 mA
Beam trip rate 0.1 to 100 Hz
Beam trip duration ~ 20 μs to 10 ms
Transition edge ~ 1 μs
Beam spot size Φ ~ 20-40 mm
Maximum n rate ~51010 n/s
Pulse stability ~1%
• GEnérateur de NEutrons Pulsé & Intense- Accélérateur électrostatique de deutons (240 keV)- Production de neutrons (14 MeV) par la réactionT(d,n)4He
• La chambre doit accommoder• Collecteur de deutons (D2
+, D3+ extraits de la source)
• Téléscope à protons de recul en vue directe de la cible
Dipôle - 2
DipoleDipole (in position) & cooling system
Deported cooling unitPort for ptelescope Ion collector
Location ofbunker penetration
• Positionnement de la cible montée sur le doigt de gant au centre du cœur• Certaines sections de la machine sont mobiles pour permettre les changements de cible et la maintenance du coeur
- dégagement horizontal du dipôle- ligne verticale hissée au pont
• Ligne V & blindage dans une structure, guidée aux niveaux haut et bas
Insertion de la ligne verticale (LPC Caen)
Barres de contrôle Barres de sécurité
Doigt de gant
FA (80x80 mm2)Encombrement ligne V (bas)
Cœur vu de dessus
Mouvements de la ligne verticale
Stockage de la ligne verticale (SCK•CEN)
• Support de la ligne pour les maintenances • Stockage de la ligne hors utilisation
- Material: high purity copper OFHC- Diameter: 60 mm- Thickness: 1.5 mm- Back side:
-Pin fin size: 2.4x2.4x7 mm3 -Diameter of pin area: 40 mm
Refroidissement de la cible (IPHC)
• Spécifications et contraintes• Puissance faisceau : 250 W (mode DC)• Réacteur non refroidi: T ~ 45° en fonctionnement • Echauffement : minimal pour limiter la désorption du Tritium • Pas de matière hydrogénée dans le coeur (ralentissement
des neutrons dans un coeur rapide )• Volume disponible très limité ~ 110x110 mm2
• Système de refroidissement à air comprimé• Refroidisseur & sécheur (6 bars) • Diffuser au dos de la cible, avec 4 arrivées d’air
Doigt de gant et équipements cible (IPHC)
Thimble
Thermocouples isolated(2 used for redondancy)Current
measurments(1 used, 1 spare)
• Doigt de gant avec diffuser au dos de la cible
• Mesure de courant & température sur cible
• Détecteur Silicium en entrée de doigt de gant pour mesurer α de recul
Diffuser
Commissioning
Minimale
Intermédiaire
Complète
• Machine intégralement assemblée et testée au LPSC avant son transfert vers Mol
• Développements sur la source d’ions en parallèle sur banc test dédié
• Mise en œuvre et commissioning en 3 étapes au fur et à mesure de la construction
- configuration minimale source d’ions à la HT
- configuration intermédiaire+ ligne H, dipôle, tronçon V court
- configuration complète
Configuration minimale
Arc Beam
Pulsed beam at 220 keV
After SEM correction in Faraday cup I peak ~ 70 mAI peak ~ 70 mA
Similar to GENEPI-1 total source output
• Assemblage et tests : Décembre 2008Premiers faisceaux pulsés
Faraday cup
Configuration intermédiaire
LPSC, March 2009
• Faisceau en bout de ligne à la mise en route initiale : Avril
• “Transmission” après sélection magnétique I(end)/I(source) ~ 70% caractéristique du mode pulsé intense
• Tests et debug des équipements jusqu’au tronçon T2
• Tests d’interférence avec les chaines de mesure réacteur : OK